机械系统设计习题集2012

机械系统设计

（习题集）

第一章绪论

1．机械工程学科研究的内容包括几大分学科？各分学科之间的相互关系又怎样？

2．系统的概念及系统的特点。

3．什么是机械系统？机械系统由几大部分组成？机械系统在产品中的地位作用？

4．简述产品产生过程及设计的一般过程。

5．什么是机械系统的现代设计方法？此方法与传动设计阶段的设计方法有何联系与区别？

第二章机械系统总体设计

1．产品的功能是如何划分呢？在设计产品时，如何合理确定产品的各种功能？

2．为什么在产品功能原理方案是1阶段常采用的“黑箱法”？“黑箱法”的设计思路及特点是怎样的？

3．简述功能原理方案设计的步骤。

4．什么是功能源、功能结构？

5．简述结构总体设计原则、基本原理及设计步骤？

6．当采用有级变速传动时，为什么通常采用等比数列？

7．制定公比φ的标准值的原则有几条？列出常用标准公比值。

8．试建立挖掘机的形态学矩阵，并根据总体方案确定的基本原则，确定几种合理的方案，并作简要说明。

9．机械系统方案评价的基本原则。常用的评价方法。

10．在某机器设计中，有两种备选方案，为了确定选择哪个方案，组织了一个由20位专家组成的评价小组用模糊综合评价法对两个方案进行评价。试对两种设计方案作出评价。

已知：

1) 评价指标：产品性能（B1）、可靠性（B2）、使用方便性（B3）、制造成本（B4）、使用成本（B5）；每个评价指标划分为优、良、中等、较差、很差5

个等级：0.9，0.7，0.5，0.3，0.1；

2) 评价指标B1、B2、B3、B4、B5的权分别为：0.25、0.2、0.2、0.2、0.15；

3) 投票结果如下表所示：

11．试用计算法求下列参数：

1)已知：R n=10，Z=11，求φ；

2)已知：R n=355，φ=1.41，求Z；

3)已知：φ=1.06，Z=24，求R n；

第三章执行系统设计

1．执行系统由几大部分组成？简述其分类及可实现的功能？

2．一般执行轴由几大部分组成？执行轴的基本要求有哪几项？如果达不到设计要求，将有什么影响？

3．影响执行轴组件的静刚度有哪些因素?从哪些方面来提高执行轴组件的静刚度？

4．在什么情况下执行轴组件采用三支承较为合理？前、后支承中的滚动轴承的制造误差对主轴组件的旋转精度有何影响？为什么执行轴前轴承的精度比后轴承的高？

5．简述如何在不提高轴承的精度等级情况下，用“选配法”和对执行轴前、后轴承的合理安装来提高执行轴的旋转精度。

6．简述多油楔动压轴承和静压轴承的工作原理、主要特点和应用场合。

7．结合曲柄压力机传动系统图指出各部件对应子系统，并说明该系统的工作过程。

1-脚踏板2-滑块3-连杆4-曲柄

5-制动器6-离合器7,8-齿轮副

9-电机10-床身

曲柄压力机传动系统图

8．结合牛头刨传动系统图指出刀具的慢进和快退、工作台进给运动工作原理。

第四章传动系统设计

1．简述传动系统的类型和设计时确定类型的原则。

2．简述传动系统的一般组成和设计时应注意的问题。

3．试述转速图的组成、内容和画法。

4．试分析转速图和结构网的相同点和不同点。

5．画出结构式12=23.31.20的结构网，并分别求出当φ=1.41时，第二变速组和第二扩大组的级比、级比指数和变速范围。

6．判断下列结构式，哪些满足传动比分配方程？并说明其扩大顺序与传动顺序的关系；不满足时，输出轴转速排列有何特点?

(1) 8=21.22.24；(2) 8=24.22.21；(3) 8=22.21. 23；(4) 8=21.22.25。

7．如图所示为普通车床传动系统图，齿轮的齿数、带轮的直径及布置情况如图所示，主轴转速为标准等比数列。试完成以下内容：

（1）计算出各齿轮的传动比；

（2）计算出主轴的最高转速和最低转速；

（3）计算各变速组的级比，说明哪是基本组、第一扩大组、第二扩大组；

（4）求出主轴转速的公比φ；

（5）求出主轴的变速范围及各变速组的变速范围，验证主轴变速范围与各变速组的变速范围之间的关系；

（6）写出该主轴传动系统的传动结构式；

（7）写出主轴的各级转速；

（8）画出对应于该传动系统图的转速图；标出相应的轴号、电动机转速、主轴各级转速和齿轮齿数。

I

附表

第五章支承系统设计

1．根据支承件的功用讨论支承件的基本要求。

2．何谓支承件的接触刚度？接触刚度与构件自身的刚度有何不同，如何提高支承件的接触刚度？

3．加强支承件的自身刚度应采取哪些措施？

4．什么是支承件的模态？在分析支承件模态时，为什么主要考虑其低阶模态？

为什么说，在一般情况下，支承件的固有频率以高一些为好？

第六章操纵系统和安全系统设计

1．简述操纵系统的组成及对操纵系统的基本要求。

2．机械系统中需要设置安全保护装置的子系统有哪些，并举例说明相应的保护措施。

3．试推导摆动式操纵机构的几何条件？

4．试推导单边拨动时滑移齿轮的不自锁条件？

摆杆轴的布置

第七章润滑系统及工艺过程的冷却

1．简述选用各种润滑剂的原则？

2．润滑油（剂）大致有几种供应方法？

3. 稀油集中润滑系统中有哪些主要元件及设备？